备考2024年中考物理重难点精讲精练:72-热点37 二力平衡(精讲)
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热点37二力平衡(精讲)
知识梳理
平衡状态 | 指物体保持静止状态或匀速直线运动状态 | |
二力平衡 | 定义 | 如果物体在两个力的作用下保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这两个力平衡 |
条件 | ①作用在同一个物体上 ②大小相等 ③方向相反 ④作用在同一条直线上 | |
注意 | 二力平衡时上述四个条件必须同时具备,缺一不可 |
温馨提示
1.物体受平衡力作用一定处于平衡状态,且处于平衡状态的物体受力的话一定是受平衡力;
2.判断二力是否平衡的方法:①根据二力平衡条件来判断,同时满足四个条件二力才平衡
②根据物体是否处于平衡状态来判断。如果物体受两个力作用处于平衡状态(静止或匀速直线运动状态),那么二力平衡③根据物体所受的合力是否为零来判断。如果物体所受这两个力的合力为零,那么二力平衡。
一对平衡力和一对相互作用力的异同
| 一对平衡力 | 一对相互作用力 |
不同点 | 作用在同一物体上 | 分别作用在两个相互作用的物体上 |
力的性质不一定相同 | 力的性质一定相同 | |
一个力消失,另一个力不受影响 | 两个力同时产生,同时消失 | |
相同点 | 大小相等,方向相反,作用在同一条直线上 |
典例讲解
例1.下列运动的物体中,受平衡力的是( )
A.抛出去的苹果 B.沿斜面加速下滑的木块
C.匀速上升的火箭 D.减速下降的飞机
【分析】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体处于平衡状态,受到平衡力的作用;否则物体受非平衡力作用。
【解答】A、抛出去的苹果,做的是变速运动,因此受到的力不是平衡力,故A错误;
B、沿斜面加速下滑的木块,做的是加速运动,因此受到的力不是平衡力,故B错误;
C、匀速上升的火箭,做匀速直线运动,受到的力是平衡力,故C正确;
D、减速下降的飞机,做的是减速运动,受到的力不是平衡力,故D错误。
故选:C。
例2.下列各种动作中,在水平地面上无法保持的是( )
A. B.
C. D.
【分析】在没有其他辅助的情况下,健身者要在水平地面上保持某种姿势,则健身者必须受到平衡力的作用,由于健身者在水平地面上静止时受到重力和支持力的作用,故这两个力必须在同一条直线上。
【解答】A、人受重力和支持力的作用,当二者共线时即可平衡,故A错误;
B、健身者受到的重力和地面对脚的支持力作用,支持力和重力的作用线不可能在同一直线上,所以健身者在这两个力的作用下不可能平衡,故B正确;
C、体操运动员受重力、支持力和球的压力作用,当三个力作用在同一直线上时即可平衡,故C错误;
D、太极爱好者此时所受重力和支持力在同一直线上,能够平衡,故D错误;
故选:B。
例3.上海挺住,安徽来了!截至目前,来自安徽毫州、阜阳、黄山等地的农副产品、生活物资、医疗物资已陆续抵达上海。如图所示,有一辆满载抗疫物资的大卡车正在驶往上海,下列说法正确的是( )
A.大卡车受到的重力和大卡车对地面的压力是一对相互作用力
B.大卡车受到的重力和大卡车对地面的压力是一对平衡力
C.大卡车对地面的压力和地面对大卡车的支持力是一对平衡力
D.大卡车对地面的压力和地面对大卡车的支持力是一对相互作用力
【分析】二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上;
相互作用力的特点:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
【解答】A、大卡车受到的重力和它对地面的压力方向相同,所以不是一对相互作用力,故A错误;
B、大卡车受到的重力和大卡车对地面的压力作用在不同物体上,不是一对平衡力,故B错误;
C、大卡车对地面的压力和地面对大卡车的支持力作用在不同物体上,不是一对平衡力,故C错误;
D、大卡车对地面的压力和地面对大卡车的支持力大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上,是一对相互作用力,故D正确。
故选:D。
例4.小华用如图所示的装置探究二力平衡的条件的实验,物块M放在粗糙程度相同的水平桌面上,左右两端用细线通过滑轮连接着两个相同的吊盘、小华用它做实验时发现:当在左盘中放200g的砝码、右盘中放100g的砝码时,物块M可以向左做匀速直线运动。如果盘中的原有砝码都不变,使物块M最终可以向右匀速直线运动的方案是(滑轮的摩擦不计)( )
A.在右盘中再加200g砝码
B.在左盘中再加200g砝码
C.在左盘中再加100g砝码,在右盘中再加100g砝码
D.在左盘中再加200g砝码,在右盘中再加100g砝码
【分析】首先由受力分析明确物体M受力情况,由M的运动状态可判断M受摩擦力的大小;当M运动方向发生变化时,摩擦力方向同时发生变化,根据压力与接触面粗糙程度的变化确定摩擦大小变化;最后根据物体始终受力平衡可求得左侧应加砝码。
【解答】在左盘中放质量为200g的砝码,右盘中放质量为100g砝码时,物体M恰好向左做匀速直线运动,即物体受力平衡,因此物体所受向左的摩擦力与物体受到向右的合力相等,即f=(0.2kg﹣0.1kg)×10N/kg=1N;
当物体向右运动时,摩擦力方向向左,由于压力和接触面的粗糙程度不变,故物体受到摩擦力不变,又因为物体仍然做匀速直线运动,则物体受到向左的摩擦力与物体受到的拉力相等,方向相反,即物体受到的向右的拉力比向左的拉力拉力大1N,即相对于大100g砝码的重力,因此右盘中的砝码质量比左盘中要多100g,故A正确。
故选:A。
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